DE19709925C2 - Vorrichtung zur Übertragung einer Steuer- oder Schaltbewegung - Google Patents
Vorrichtung zur Übertragung einer Steuer- oder SchaltbewegungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung
einer Steuer- oder Schaltbewegung mit einem in einer Ebene
schwenkbaren Hebel, der in einer Mittelstellung durch vor
gespannte, federnde Mittel gehalten wird und aus dieser
Mittelstellung in entgegengesetzte Richtungen bewegbar ist.
Bei einer aus der US-PS 4 458 549 bekannten Vorrichtung der
eingangs genannten Art ist ein zweiarmiger Hebel schwenkbar
an einem Hebelträger gelagert, der um eine zur Schwenkachse
des Hebels senkrechte Achse auf einem Lagerbolzen wiederum
drehbar gelagert ist. Durch diese Anordnung kann der Hebel
in zwei zueinander senkrechte Richtungen geschwenkt werden.
Um den Hebelträger und mit diesem auch den Hebel in der
Schwenkrichtung des Hebelträgers in einer Mittellage zu
halten, ist auf einem zylindrischen Abschnitt des Hebelträ
gers eine Schenkelfeder angeordnet, die mit ihren beiden
Schenkeln ein drehfest mit dem Hebelträger verbundenes
Abstützelement und ein feststehendes Anschlagelement
umgreift. Diese bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß
bei Herstellungstoleranzen, wie sie mit einem vertretbaren
Aufwand erreichbar sind, eine vollkommen spielfreie Fixie
rung des Hebels in seiner Mittellage mit Hilfe der Schen
kelfeder nicht gewährleistet ist. Der Hebel kann daher in
der Mittelstellung schwingen. Die Schenkelfeder hat weiter
hin eine verhältnismäßig steile Federkennlinie, wodurch die
beim Betätigen des Hebels zu überwindende Rückstellkraft in
unerwünschtem Maße ansteigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der der Hebel
mit einer definierten Vorspannkraft in einer Mittellage
spielfrei gehalten wird und bei der ein flacher Anstieg der
Rückstellkraft in Bezug auf den Schwenkwinkel des Hebels
erreichbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der
Hebel um zwei im Abstand voneinander angeordnete Drehachsen
schwenkbar gelagert ist, wobei die Lagerung des Hebels an
beiden Drehachsen aus halben Lagern besteht, die in der
gleichen, zur Verbindungsebene der Drehachse senkrechten
Richtung offen sind und daß die federnden Mittel derart an
dem Hebel abgestützt sind, daß ihre Federkraft gegen die
halben Lager gerichtet ist.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Hebel in der
Mittelstellung durch zwei im Abstand voneinander angeord
nete, halbe Lager gehalten, wobei die federnden Mittel die
Lagerelemente gegeneinander drücken und spielfrei halten.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist daher unempfindlich
gegenüber der Einwirkung von Schwingungen, da schwingungs
bedingte Massenkräfte nur dann eine Relativbewegung an der
Hebellagerung hervorrufen können, wenn sie größer sind, als
die von den federnden Mitteln erzeugte Anpreßkraft an den
Lagerelementen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet
sich weiterhin dadurch aus, daß die Hebelverhältnisse
bedingt durch die beiden Drehachsen in den beiden von der
Mittelstellung ausgehenden Bewegungsrichtungen unterschied
lich sind. In der einen Bewegungsrichtung ist die Hebel
übersetzung etwas größer, in der anderen Bewegungsrichtung
etwas kleiner. Dies ist von Vorteil, wenn gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung die Hebelbewegung
mit Hilfe eines Druck-Zug-Kabels an ein zu steuerndes Gerät
übertragen wird, da der Reibungswiderstand derartiger Kabel
bei der Übertragung einer Druckkraft größer ist als bei der
Übertragung einer Zugkraft. Wird die größere Hebelüberset
zung der Druckbewegung zugeordnet, so kann dadurch der grö
ßere Reibungswiderstand mehr oder weniger kompensiert und
die Betätigungskraft beider Bewegungsrichtungen aneinander
angeglichen werden.
Der Hebel kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung als
einarmiger oder zweiarmiger Hebel ausgebildet sein. Beson
ders vorteilhaft ist ein zweiarmiger Hebel, wobei der län
gere Hebelarm in der den Drehachsen gemeinsamen Ebene und
der kürzere Hebelarm in der Mitte zwischen den Drehachsen
senkrecht zu dieser Ebene verläuft. Eine derartige Ausge
staltung des Hebels bewirkt, daß die Halblager durch die
Hebelkräfte nicht in einer Richtung belastet werden, in der
sie offen sind, so daß die Vorspannkraft der federnden Mit
tel unabhängig von den Hebelkräften bemessen werden kann.
Zur Lagerung des Hebels können erfindungsgemäß auf entge
gengesetzten Seiten an dem Hebel Zapfen befestigt sein, die
in einseitig offene Lageraugen in beiderseits des Hebels
parallel zueinander angeordneten Platten eingreifen. Die
Platten können durch Ausschnitte gebildete, kreisbogenför
mige Führungsflächen haben, die sich unmittelbar an die
Lageraugen anschließen und sich längs der Bahn der Zapfen
erstrecken. Durch diese Führungsflächen wird sicherge
stellt, daß auch bei einer ungünstigen Richtung der Kraft
resultierenden durch die wirksame Drehachse des Hebels der
die Drehachse bildenden Zapfen nicht aus den Lageraugen
heraustreten kann. Eine andere Ausgestaltung der Lagerung
des Hebels kann erfindungsgemäß darin bestehen, daß zwei
parallele Lagerbolzen vorgesehen sind, die an einem Träger
bauteil befestigt sind und daß der Hebel einseitig offene
Lageraugen hat, die in der Mittelstellung des Hebels
jeweils einen Lagerbolzen umgreifen. Diese Ausgestaltung
kann bei ungünstigen Kraftrichtungen vorteilhaft sein, da
sich mit der Drehung des Hebels auch die Winkelstellung der
Lageraugen und damit die Richtung der möglichen Kraftüber
tragung ändert.
Vorteilhaft ist eine Ausgestaltung der Erfindung, bei der
die federnden Mittel aus Zugfedern bestehen, die beider
seits des Hebels vorzugsweise in der Mitte zwischen den
Drehachsen angeordnet und mit einem Ende an dem Hebel und
mit dem anderen Ende an einer Platte befestigt sind. Beson
ders günstig ist es, wenn die Befestigungsenden der Zugfe
dern auf beiden Seiten der den beiden Drehachsen gemeinsa
men Ebene und in einem Abstand von dieser liegen, da hier
durch der Abstand der Federkraft von der wirksamen
Drehachse des Hebels mit zunehmenden Schwenkwinkel stetig
abnimmt. Hierdurch wird der mit zunehmenden Schwenkwinkel
einhergehende Anstieg der Federkraft ganz oder teilweise
kompensiert, so daß das an dem Hebel wirksame Rückstellmo
ment mit zunehmendem Schwenkwinkel nur wenig ansteigt.
Wird der Hebel mit einem Druck-Zug-Kabel verbunden, so hat
es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Führungshülle
des Druck-Zug-Kabels an einem Ende fest und am anderen Ende
einstellbar mit dem jeweiligen Trägerbauteil verbunden ist.
Die Einstellung der Kabelübertragung läßt sich auf diese
Weise schneller durchführen und die erforderliche Min
desteinstellänge erreicht ein Minimum. Zur festen Verbin
dung der Führungshülle des Druck-Zug-Kabels ist erfindungs
gemäß an dieser eine Befestigungshülse angebracht, die mit
tels einer die Befestigungshülse umspannenden Federklammer
in einer Bohrung des Trägerbauteils fixiert ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei
spiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt
ist. Es zeigen
Fig. 1 eine Ansicht der Eingabeeinheit mit einem
Anschlußende eines Druck-Zug-Kabels einer erfin
dungsgemäßen Betätigungsvorrichtung und
Fig. 2 das andere Ende des Druck-Zug-Kabels mit einer
daran angeschlossenen Ausgabeeinheit.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei
spiel handelt es sich um eine Betätigungsvorrichtung für
ein hydraulisches Steuerventil an einer Baumaschine. Die
Vorrichtung besteht aus einer in Fig. 1 dargestellten
Eingabeeinheit 1 und einer in Fig. 2 dargestellten Aus
gabeeinheit 2, die durch ein Druck-Zug-Kabel 3 miteinan
der verbunden sind.
Die Eingabeeinheit 1 weist einen zweiarmigen Hebel 4 mit
einem längeren, von Hand zu betätigenden Hebelarm 5 und
einem kürzeren, durch ein Drehgelenk mit der Seele 6 des
Druck-Zug-Kabels 3 verbundenen Hebelarm 7 auf. Die Hebel
arme 5, 7 sind rechtwinklig zueinander angeordnet. Der
gelagerte Endabschnitt des Hebelarms 5 hat einen recht
eckigen Querschnitt und ist mit geringem Spiel zwischen
zwei parallelen, mit einem nicht dargestellten Trägerbau
teil verbundenen Platten 8 angeordnet. Zur Lagerung weist
der Hebelarm 5 auf seinen den Platten zugekehrten Seiten
jeweils zwei parallele, zylindrische Zapfen 9, 10 auf,
die aus Hülsen bestehen, die in Bohrungen im Hebelarm 5
eingepreßt sind. Die Zapfen 9, 10 greifen in halbzylin
drische Lageraugen 11, 12 in den Platten 8 ein. Die
Lageraugen 11, 12 grenzen an einen Ausschnitt 13 in den
Platten 8 an, der so angeordnet ist, daß die Lageraugen
11, 12, auf der dem Hebelarm 7 zugewandten Seite offen
sind. Die Ausschnitte 13 haben jeweils zwei gegenüberlie
gende, an die Lageraugen 11, 12 angrenzende, kreisbogen
förmige Führungsflächen 14, 15, deren Zylinderachse
jeweils mit der Drehachse des gegenüberliegenden Lagerau
ges 12 bzw. 11 zusammenfällt.
Der Hebel 4 wird in der in Fig. 1 gezeigten Mittellage
durch vorgespannte Zugfedern 16 gehalten, die auf beiden
Seiten des Hebels 4 angeordnet sind. Das eine Ende der
Zugfedern 16 ist an dem Hebelarm 7 in der Nähe des freien
Hebelendes und das andere Ende der Zugfedern 16 ist auf
der Außenseite der Platten 8 befestigt. Die Befestigungs
stellen der Zugfedern 16 sind dabei von den beiden Lager
zapfen jeweils gleich weit entfernt und auch in einem
deutlichen Abstand von der den Drehachsen der Zapfen 9,
10 gemeinsamen Ebene angeordnet.
Die Ausgabeeinheit 2 besteht aus einem mehrfach abgewin
kelten Trägerbauteil 20, an dem mit Hilfe eines Kugelge
lenks 21 ein einarmiger Hebel 22 schwenkbar gelagert ist.
Das freie Ende des Hebels 22 ist durch ein Drehgelenk 23
mit der Seele 6 des Druck-Zug-Kabels 3 verbunden. Zwi
schen dem Drehgelenk 23 und dem Kugelgelenk 21 ist ein
Zapfenlager 24 zum Anschluß einer nicht dargestellten
Ventilbetätigungsstange vorgesehen, die in einer Gerad
führung gelagert ist.
Die Führungshülle 25 des Druck-Zug-Kabels 3 ist an dem
Trägerbauteil 20 mittels einer Befestigungshülse 26
gehalten, die fest mit dem Trägerbauteil 20 verbunden
ist. Hierzu ist die Mantelfläche der Befestigungshülse 26
mit einer Stufe versehen, durch die ein Abschnitt 27
kleineren Durchmessers gebildet wird, der in eine Bohrung
im Trägerbauteil 20 eingesteckt ist. Auf der der Stufe
abgekehrten Seite ragt der Abschnitt 27 aus der Bohrung
im Trägerbauteil 20 heraus und ist dort mit einer Ringnut
versehen, in die eine Federklammer 28 eingreift, wodurch
die Befestigungshülse 26 an dem Trägerbauteil 20 festge
halten wird. Das andere Ende der Führungshülle 25 ist mit
einer Gewindehülse 29 versehen, die an einem Trägerbau
teil 30 mittels zweier Muttern 32 einstellbar befestigt
ist.
Wird der Hebel 4 bei der Darstellung gemäß Fig. 1 durch
eine auf den Knauf am Ende des Hebelarms 5 einwirkende,
nach rechts gerichtete Kraft im Uhrzeigersinn geschwenkt,
so bilden die Zapfen 10 die Drehachse, während die Zapfen
9 sich von den Lageraugen 11 entfernen und sich an den
Führungsflächen 14 entlang bewegen. Sowohl die auf den
Knauf des Hebelarms 5 einwirkende Kraft als auch die
Kraft der Zugfedern 16 drücken hierbei die Zapfen 10 in
die Lageraugen 12 und halten diese in Eingriff. Die Reak
tionskraft aus der am Ende des Hebelarms 7 auf die Seele
6 übertragenen Zugkraft wird ebenfalls über die Zapfen 10
auf die Lageraugen 12 übertragen, da das Spiel zwischen
den Zapfen 9 und den Führungsflächen 14 geringfügig grö
ßer ist als das Lagerspiel zwischen den Zapfen 10 und den
Lageraugen 12. Mit zunehmendem Schwenkwinkel des Hebels 4
verringert sich der Abstand zwischen der Wirkungslinie
der Zugfedern 16 und den Zapfen 10, so daß der wirksame
Hebelarm der Zugfedern 16 kleiner wird. Gleichzeitig wer
den die Zugfedern 16 gedehnt, wobei ihre Federkraft
ansteigt. Die Auslegung kann nun so getroffen werden, daß
das auf den Hebel 4 einwirkende Rückstellmoment mit
zunehmendem Schwenkwinkel des Hebels 4 zumindest in des
sen Arbeitsbereich im wesentlichen gleich bleibt oder nur
wenig ansteigt.
Wird der Hebel 4 durch eine in der Zeichnung nach links
gerichtete Kraft entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt,
so bilden die Zapfen 9 und die Lageraugen 11 die
Drehachse und die Zapfen 10 entfernen sich von den Lager
augen 12 und bewegen sich entlang den Führungsflächen 15.
Bei dieser Bewegungsrichtung wird die auf den Knauf des
Hebels 5 einwirkende Kraft von den Zugfedern 16 aufgenom
men. Deren Vorspannkraft ist jedoch deutlich größer, so
daß eine ausreichend große Restkraft bestehen bleibt,
durch die die Zapfen 9 in Eingriff mit den Lageraugen 11
gehalten werden. Da die Zugfedern 16 symmetrisch zu den
Zapfen 9, 10 angeordnet sind, verhält sich die Änderung
des Rückstellmoments bei dieser Bewegungsrichtung des
Hebels 4 ebenso wie bei der Bewegung im Uhrzeigersinn.
Auch die Reaktionskraft aus der auf die Seele 6 übertra
genen Druckkraft kann vollständig von den Zapfen 9 und
den Lageraugen 11 aufgenommen werden, so daß die Zapfen
10 und die Führungsflächen 15 unbelastet bleiben. Erfor
derlich sind die Führungsflächen 14, 15 daher dann nur,
wenn beispielsweise durch einen Bruch einer Zugfeder 16
die nach rechts gerichteten Kräfte nicht mehr ausreichen,
um die jeweils die Drehachse bildenden Zapfen in Anlage
an den Lageraugen zu halten. In einem solchen Fall ver
hindern die Führungsflächen 14, 15, daß die Zapfen aus
den Lageraugen heraustreten können.
Bei der Drehung des Hebels 4 entgegen dem Uhrzeigersinn
ist die wirksame Länge des Hebelarms 5 um den Abstand der
Lagerzapfen 9, 10 größer als bei einer Bewegung des
Hebels 4 im Uhrzeigersinn. Die wirksame Länge des Hebel
arms 7 ist hingegen in beiden Fällen gleich. Es ergibt
sich also bei der Bewegung des Hebels 4 entgegen dem Uhr
zeigersinn eine etwas größere Hebelübersetzung, die bei
dem beschriebenen Ausführungsbeispiel vorteilhaft dazu
benutzt wird, die bei einer Druckkraftübertragung etwas
größere Reibung des Druckkabels 3 zu kompensieren. Hier
durch kann das Verhältnis zwischen der an dem Knauf des
Hebels 4 ausgeübten Kraft und der auf den Hebel 22 der
Ausgabeeinheit 2 übertragenen Kraft im wesentlichen kon
stant gehalten werden.
Die beschriebene Vorrichtung zeichnet sich durch einen
einfachen und kostengünstig herstellbaren Aufbau und eine
zuverlässige Wirkungsweise aus. Die Lagerung des Hebels 4
ist verschleißfest und der Hebel 4 kann in der als
Ruhelage dienenden Mittelstellung nicht schwingen.
Schließlich wird durch die feste Lagerung des einen Endes
des Druck-Zug-Kabels die Montage vereinfacht und die
erforderliche Länge der Einstellhülse verkürzt.
Claims (10)
1. Vorrichtung zur Übertragung einer Steuer- oder Schalt
bewegung mit einem in einer Ebene schwenkbaren Hebel,
der in einer Mittelstellung durch vorgespannte,
federnde Mittel gehalten wird und aus dieser Mittel
stellung in entgegengesetzte Richtungen bewegbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (4) um zwei im
Abstand voneinander angeordnete Drehachsen schwenkbar
gelagert ist, daß die Lagerung des Hebels (4) an beiden
Drehachsen aus halben Lagern (9 bis 12) besteht, die in
der gleichen, zur Verbindungsebene der Drehachse senk
rechten Richtung offen sind und daß die federnden Mit
tel (16) derart an dem Hebel (4) abgestützt sind, daß
ihre Federkraft gegen die halben Lager gerichtet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Übertragung der Hebelbewegung auf ein zu steu
erndes Gerät ein Druck-Zug-Kabel (3) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (4) ein zweiarmi
ger Hebel ist, wobei der längere Hebelarm (5) in der
den Drehachsen gemeinsamen Ebene und der kürzere Hebel
arm (7) in der Mitte zwischen den Drehachsen senkrecht
zu dieser Ebene verläuft.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß auf entgegengesetzten Sei
ten an dem Hebel (4) Zapfen (9, 10) befestigt sind, die
in einseitig offene Lageraugen (11, 12) in beiderseits
des Hebels (4) parallel zueinander angeordneten Platten
(8) eingreifen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Platten (8) durch Ausschnitte (13) gebildete,
kreisbogenförmige Führungsflächen (14, 15) haben, die
sich unmittelbar an die Lageraugen (11, 12) anschließen
und sich längs der Bahn der Zapfen (9, 10) erstrecken.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß an einem Trägerbauteil zwei parallele Lagerbolzen
befestigt sind und daß der Hebel einseitig offene
Lageraugen hat, die in der Mittelstellung des Hebels
jeweils einen Lagerbolzen umgreifen.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Mittel aus
Zugfedern (16) bestehen, die beiderseits des Hebels (4)
vorzugsweise in der Mitte zwischen den Drehachsen ange
ordnet und mit einem Ende an den Hebel (4) und mit dem
anderen Ende an einem Trägerbauteil, insbesondere einer
Platte (8) befestigt sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Befestigungsenden der Zugfedern (16) auf beiden
Seiten der den beiden Drehachsen gemeinsamen Ebene und
in einem Abstand von dieser liegen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Führungshülle (25) des Druck-Zug-Kabels (3) an
einem Ende fest und am anderen Ende einstellbar mit dem
jeweiligen Trägerbauteil verbunden ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß an der Führungshülle (25) des Druck-Zug-Kabels (3)
eine Befestigungshülse (26) angebracht ist, die mittels
einer die Befestigungshülse (26) umspannenden Feder
klammer (28) in einer Bohrung eines Trägerbauteils (20)
fixiert ist.
Priority Applications (1)
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Citations (1)
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---|---|---|---|---|
US4458549A (en) * | 1981-08-12 | 1984-07-10 | Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Select return mechanism for a transmission |
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1996
- 1996-03-30 DE DE29605963U patent/DE29605963U1/de not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-03-11 DE DE19709925A patent/DE19709925C2/de not_active Expired - Fee Related
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US4458549A (en) * | 1981-08-12 | 1984-07-10 | Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Select return mechanism for a transmission |
Also Published As
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---|---|
DE19709925A1 (de) | 1997-11-06 |
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Legal Events
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